【正文】 （ 1）原始資料的收集與分析 – 分析所需設(shè)計(jì)發(fā)電廠的裝機(jī)容量、運(yùn)行方式及年利用小時(shí)數(shù)，電壓等級(jí)與出線回路； – 分析變電所類(lèi)型、規(guī)模、性質(zhì)、電壓等級(jí)與出線回路； – 分析發(fā)電廠或變壓器在電力系統(tǒng)中所處的位置和所承擔(dān)的負(fù)荷的情況以及系統(tǒng) 5~10年的規(guī)劃； – 分析發(fā)電廠或變壓器所處的地理位置、氣候情況以及設(shè)備的運(yùn)輸、制造情況。 三、電氣主接線設(shè)計(jì)程序 （ 2）擬定若干個(gè)可行的主接線方案 ? 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)的要求，在分析原始資料的基礎(chǔ)上，擬定出若干個(gè)可行的主接線方案。 – 主要從發(fā)電機(jī)或變壓器與系統(tǒng)的連接方式； – 變壓器的容量、臺(tái)數(shù)及型式； – 各級(jí)配電裝置的接線形式等方面考慮。 三、電氣主接線設(shè)計(jì)程序 （ 3）對(duì)擬定的若干方案進(jìn)行技術(shù)論證 ? 根據(jù)電氣主接線的基本要求，對(duì)各方案的可靠性（如母線或配電裝置在故障或檢修時(shí)的停電時(shí)間和停電范圍）和靈活性進(jìn)行定性的技術(shù)分析比較后確定出 2~3個(gè)技術(shù)上相對(duì)較好的方案。 三、電氣主接線設(shè)計(jì)程序 （ 4）對(duì)所選擇的 2~3個(gè)主接線方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較 ? 對(duì)所選擇的 2~3個(gè)主接線方案進(jìn)行經(jīng)濟(jì)比較，最后確定出一個(gè)最優(yōu)主接線方案。 ? 經(jīng)濟(jì)比較主要從綜合投資、年運(yùn)行費(fèi)用等兩大方面進(jìn)行比較。 ? 主接線方案的技術(shù)比較 ? 電氣主接線的技術(shù)比較，主要是比較各方案的供電可靠性和運(yùn)行靈活性。 ? 評(píng)價(jià)電氣主接線的可靠性，一般多用定性分析，現(xiàn)在也應(yīng)用可靠性理論來(lái)進(jìn)行定量計(jì)算。 電氣主接線方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 （ 1）對(duì)電氣主接線可靠性的一般考慮 1）運(yùn)行實(shí)踐是電氣主接線可靠性的客觀衡量標(biāo)準(zhǔn) ? 國(guó)內(nèi)外長(zhǎng)期積累的運(yùn)行實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)在評(píng)價(jià)可靠性時(shí)起決定性作用。目前，常被選用的主接線類(lèi)型并不很多。 ? 我國(guó)現(xiàn)行設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中對(duì)主接線的一些規(guī)定，就是對(duì)運(yùn)行實(shí)踐的歸納和總結(jié)。 2）可靠性概念不是絕對(duì)的 ? 不能脫離發(fā)電廠和變電所在系統(tǒng)中的地位和作用，脫離負(fù)荷的重要程度，片面地追求高可靠性，對(duì)某一電廠而言可靠性不夠高的一種主接線形式，對(duì)另外一個(gè)電廠則可能是合適的。 （ 2）一般衡量主接線可靠性的具體標(biāo)志 1）斷路器檢修時(shí)，能否不影響供電。 2）線路、斷路器甚至母線故障時(shí)以及母線檢修時(shí)，停運(yùn)的回路數(shù)和停運(yùn)時(shí)間的長(zhǎng)短，能否保證對(duì)重要用戶的供電。 3）發(fā)電廠或變電所全部停運(yùn)的可能性。 （ 3）對(duì)大機(jī)組超高壓主接線提出的可靠性準(zhǔn)則 ? 大機(jī)組或超高壓變電所的容量巨大，供電范圍廣，在電力系統(tǒng)中的地位十分重要，當(dāng)發(fā)生事故時(shí)會(huì)造成難以估量的損失。 ? 因此對(duì)大機(jī)組超高壓電氣主接線的可靠性要求極高，特別要避免因母線故障而導(dǎo)致全廠 (所 )性停電事故的發(fā)生。 ? 參照國(guó)外經(jīng)驗(yàn)并結(jié)合國(guó)內(nèi)工程設(shè)計(jì)中遇到的實(shí)際情況，我國(guó)提出的大機(jī)組 (300MW及以上 )超高壓(330～ 500kV)電氣主接線可靠性準(zhǔn)則如下： 1）任何斷路器檢修，不得影響對(duì)用戶的供電。 ? 2）任一臺(tái)進(jìn)出線斷路器故障或拒動(dòng)，不應(yīng)切除一臺(tái)以上機(jī)組和相應(yīng)線路。 ? ）任一臺(tái)斷路器檢修并與另一臺(tái)斷路器故障或拒動(dòng)相重合，以及當(dāng)分段或母聯(lián)斷路器故障或拒動(dòng)時(shí)，不應(yīng)切除兩臺(tái)以上發(fā)電機(jī)組，不宜切除兩回以上超高壓線路。 ? 4）一段母線故障 (或連接于母線上的進(jìn)出線斷路器故障或拒動(dòng) )，宜將故障范圍限制到不超過(guò)整個(gè)母線的四分之一；當(dāng)分段或母聯(lián)斷路器故障時(shí)，其故障范圍宜限制到不超過(guò)整個(gè)母線的二分之一。 ? 5）經(jīng)過(guò)論證，在保證系統(tǒng)穩(wěn)定和發(fā)電廠不致全停的條件下，允許切除兩臺(tái)以上 300MW機(jī)組或故障范圍大于上述要求。 （ 4）電氣主接線可靠性計(jì)算簡(jiǎn)介 ? 對(duì)電氣主接線的可靠性進(jìn)行定量計(jì)算，無(wú)疑為各種方案的比較提供了更加科學(xué)的依據(jù)。 ? 可靠性是指一個(gè)元件、設(shè)備或系統(tǒng)，在預(yù)定時(shí)間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，常用可靠度表示無(wú)故障(成功 )的概率，用不可靠度表示故障 (失敗 )的概率。 ? 現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，一般以每年用戶不停電時(shí)間在全年中的百分比來(lái)表示供電的可靠性，先進(jìn)的指標(biāo)都在 ％以上，即每年用戶停電時(shí)間不會(huì)超過(guò) 。 可靠性計(jì)算是以概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)的。 ? 為開(kāi)展這一工作，需要較長(zhǎng)時(shí)期地積累和整理有關(guān)設(shè)備元件的實(shí)際故障率 (每年發(fā)生故障的次數(shù) )、檢修周期和檢修時(shí)間等基礎(chǔ)資料。 其中尤以斷路器故障率的資料最為重要。 ? 還需指出，已取得的數(shù)據(jù)資料不是一成不變的，隨著設(shè)備本身質(zhì)量和 運(yùn)行、檢修水平的提高 ，這些數(shù)據(jù)亦應(yīng)不斷加以修正才能反映真實(shí)情況。 這是一項(xiàng)涉及面很廣且十分繁復(fù)的系統(tǒng)性工作。 此外，主接線系統(tǒng)包括了為數(shù)甚多的設(shè)備。利用建立數(shù)學(xué)模型的方法來(lái)計(jì)算其可靠性相當(dāng)復(fù)雜，現(xiàn)今試用的“表格法”等幾種近似計(jì)算方法還不夠完善，例如對(duì)如何計(jì)及繼電保護(hù)和二次回路對(duì)主接線可靠性的影響，目前尚無(wú)實(shí)用的方法。 ? 基于上述原因，可靠性計(jì)算目前只能作為主接線選擇時(shí)的一個(gè)參考。 ? 主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較 ? 經(jīng)濟(jì)比較包括計(jì)算綜合投資、計(jì)算年運(yùn)行費(fèi)用和方案綜合比較三方面內(nèi)容。 計(jì)算時(shí)，只計(jì)算各方案中不同的部分即可。 （ ）計(jì)算綜合投資 ? 綜合總投資包括變壓器綜合投資、配電裝置綜合投資、輸電線路的綜合投資等。 ）變壓器綜合投資 除包括變壓器本身價(jià)格外，還包括了運(yùn)輸和現(xiàn)場(chǎng)安裝、架構(gòu)、基礎(chǔ)、鐵軌、電纜等附加費(fèi)用。 ? 變壓器本身價(jià)格為 Z0，各項(xiàng)附加費(fèi)用可用(?Z0)/100表示，則變壓器綜合投資 ZT可表示為： )1001(0 aZZ T ??? ?值與變壓器容量和電壓有關(guān)，參見(jiàn)表 5l。 表 51 變壓器附加費(fèi)用百分?jǐn)?shù) (?) 電壓 (kV) 35 110 220 330 500 a值 50~100 40~90 25~70 2）配電裝置綜合投資 配電裝置是主接線中除發(fā)電機(jī)、變壓器之外其余部分 (包括開(kāi)關(guān)電器、保護(hù)和測(cè)量電器、母線等 )的總稱，每一進(jìn)出線回路所用的設(shè)備被安裝在一個(gè)間隔中。 ? 配電裝置的綜合投資 ZD可用下式表示： ZD=∑(nKD) 式中 n—— 某一類(lèi)別配電裝置的間隔數(shù)； KD—— 該類(lèi)別配電裝置一個(gè)間隔 (例如 220kV雙母線出線回路 )的綜合投資，包括其中的設(shè)備價(jià)格和建筑安裝費(fèi)用，可從手冊(cè)中查得。 3）綜合總投資 參與方案比較的綜合總投資即為 Z＝ ZT+ZD （ 2）計(jì)算年運(yùn)行費(fèi) U ? 年運(yùn)行費(fèi)包括設(shè)備折舊費(fèi)、維修費(fèi)和電能損耗費(fèi)三項(xiàng)。 1）設(shè)備折舊費(fèi) U1 對(duì)于變壓器： U1T＝ ％ Z T 對(duì)于配電裝置： U1D＝ (6~10)％ Z D U1＝ U1T+U1D 2）設(shè)備維修費(fèi) U2 U2＝ (~)％ Z ? 3）電能損耗費(fèi) ? 設(shè)電能價(jià)格，每 kWh為 ? (取各地實(shí)際電價(jià) )，主變壓器每年電能損耗為△ A(kWh)，則全年電能損耗費(fèi)為 ?△ A。 ? 一臺(tái)雙繞組變壓器全年電能損耗為 △ A =△ P0T+△ Pk (Smax/ SN)2 ? (kWh) ? 式中 △ P0—— 變壓器的空載有功損耗， kW； △ Pk—— 變壓器的短路有功損耗， kW； SN—— 變壓器的額定容量， kVA； Smax—— 變壓器通過(guò)的最大負(fù)荷， kVA； T—— 變壓器一年中的運(yùn)行小時(shí)數(shù)， h； ?—— 變壓器的最大負(fù)荷損耗時(shí)間， h，其值可 由表 52查出。 ? 一臺(tái)三繞組變壓器全年電能損耗為 (56) h)(kW 3233222212110 ??????????????????????????????????? ???NkNkNk SSPSSPSSPTPA式中： S S S3—— 經(jīng)過(guò)變壓器高、中、低壓 繞組的最大負(fù)荷， kVA； ? ? ?3—— 變壓器高、中、低壓繞組的最 大負(fù)荷損耗時(shí)間， h； △ Pkl、△ Pk△ Pk3—— 折合到變壓器額定容量 SN的變壓器高、中、低壓繞組的短路損耗， kW。 ? 換算公式如下： (57) ???????????????????????????????????(kW ) ][(kW ) ][(kW ) ][)21()32()31(213)31()32()21(212)32()31()21(211kkkkkkkkkkkkPPPPPPPPPPPP式中 △ Pk(12)、△ Pk(23)、△ Pk(13)—— 三繞組 變壓器產(chǎn)品手冊(cè)中給出的短路損耗值， kW。 ? 當(dāng)變壓器的容量比不是 100/100/100，例如100/100/50時(shí)，則還需換算一次，即用 (100/50)2去乘△ Pk(13)和△ Pk(23)，而△ Pk(12)不變。 ? 最后，參與比較的方案年運(yùn)行費(fèi)用為 U＝ U1+U2+∑?△ A (58) ? 各方案的綜合比較 ? 綜合比較方法有靜態(tài)比較和動(dòng)態(tài)比較兩種。 （ 1）靜態(tài)比較法 靜態(tài)比較法就是不考慮資金的時(shí)間效益，認(rèn)為資金與時(shí)間無(wú)關(guān)，是靜態(tài)的。 這對(duì)工期很短的較小項(xiàng)目還適用。靜態(tài)比較法又分為抵償年限法和年計(jì)算費(fèi)用法。 ? 1）抵償年限法 若甲方案綜合投資多于乙方案，但年運(yùn)行費(fèi)少于乙方案，則可求出其抵償年限 T： (59) ? 國(guó)家規(guī)定抵償年限 T為 5～ 8年。 )( UU Z 年甲乙乙甲??? ZT如計(jì)算的 T小于 5年，則應(yīng)選用投資多的甲方案 (比乙方案多投資的錢(qián)不到 5年即可收回， 5年以后每年都節(jié)省年運(yùn)行費(fèi) )。 ? 如計(jì)算的 T大于 8年，則應(yīng)選乙方案為宜。 ? 2）年計(jì)算費(fèi)用法 ? 若有多個(gè)方案參加比較，可計(jì)算每個(gè)方案的年計(jì)算費(fèi)用 Ci： (510) 取 T＝ 5～ 8年，把總投資分?jǐn)偟矫恳荒曛?，求出每一年的?jì)算費(fèi)用 Ci，取 Ci最小者為最優(yōu)方案。 1,2, 3,... )(i ??? iii TZC（ 2）動(dòng)態(tài)比較法 一般發(fā)電廠建設(shè)工期較長(zhǎng)，各種費(fèi)用支付時(shí)間不同，就會(huì)有不同的效益。 在方案比較時(shí)應(yīng)充分計(jì)及資金的時(shí)間效益，須進(jìn)行動(dòng)態(tài)比較。 按照我國(guó)《電力工程經(jīng)濟(jì)分析暫行條例》規(guī)定，采用“最小年費(fèi)用法”進(jìn)行方案的動(dòng)態(tài)比較。 最小年費(fèi)用法是將參加比較的諸方案計(jì)算期內(nèi)的全部支出費(fèi)用折算到某一年，然后計(jì)算同一時(shí)期內(nèi)的等年值費(fèi)用即年費(fèi)用后進(jìn)行比較，年費(fèi)用低的方案即為經(jīng)濟(jì)最優(yōu)方案。 年費(fèi)用的計(jì)算公式為 (采用國(guó)家計(jì)委頒布的統(tǒng)一符號(hào) )： )115( )1(1)1()1(1)1()1(1)(1)(2???????????????????????????????????nmmtmttmtttmtmttmtnmiCiCiIiiiAC式中 m—— 施工年限，第 m年即工程建成年； n—— 工程經(jīng)濟(jì)使用年限 (壽命 )，水電廠取 50 年，火電廠與核電廠取 25年，變電所取 20~25年； t?—— 工程部分投運(yùn)的年份； t—— 從工程開(kāi)工起算的年份； i—— 電力工業(yè)投資回收率，目前取 ； It—— 工程施工期內(nèi)每年的投資； Ct—— 工程部分或全部投產(chǎn)后每年的運(yùn)行費(fèi)用 ? 年費(fèi)用公式中第 2個(gè)中括號(hào)內(nèi)各項(xiàng)意義可解釋如下： ? 第 1項(xiàng)表示施工期內(nèi)逐年投資折算到第 m年的動(dòng)態(tài)總投資； 第 2項(xiàng)表示工程部分投產(chǎn)到工程建成期間逐年運(yùn)行費(fèi)用折算到第 m年的動(dòng)態(tài)總運(yùn)行費(fèi)用； 第 3項(xiàng)表示從工程建成開(kāi)始到經(jīng)濟(jì)壽命期止逐年運(yùn)行費(fèi)用折算到第 m年的動(dòng)態(tài)總運(yùn)行費(fèi)用； 第 個(gè)中括號(hào)內(nèi)的總和表示折算到第 m年的工程綜合投人總費(fèi)用； ? 年費(fèi)用公式中，第 1個(gè)中括號(hào)內(nèi) 的稱為等額分付資本回收系數(shù)，或稱為等年值系數(shù)。 表示在考慮資金時(shí)間價(jià)值的條件下，在工程壽命期 (n年 )內(nèi)，每萬(wàn)元綜合投入總費(fèi)用每年應(yīng)分?jǐn)偟姆蓊~，或者說(shuō)保證不虧本每年至少應(yīng)回收的金額。 1)1()1(???nniii電氣主接線及設(shè)計(jì) 目 錄 第一節(jié) 電氣主接線的基本要求 第二節(jié) 電氣主接線的基本形式 第三 節(jié) 主變壓器的選擇 第四節(jié) 電氣主接線設(shè)計(jì)程序 第五節(jié) 電氣主接線的典型實(shí)例 火力發(fā)電